舰船若干细长体抗冲击问题研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文舰船若干细长体抗冲击问题研究硕士研究生：郭俊辰指导教师：郭君副教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：张阿漫哈尔滨工程大学2018年03月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文舰船若干细长体抗冲击问题研究硕士研究生：郭俊辰指导教师：郭君副教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngStudyontheShockResponseofSomeSlenderEquipmentinShipsCandidate:GuoJunchenSupervisor:Prof.GuoJunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringDesignandConstructionofNavalArchitectureSpecialty:andOceanStructureDateofSubmission:Janurary,2018Dateo

3、fOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学

4、位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送

5、交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日舰船若干细长体抗冲击问题研究摘要在舰船服役期间，可能会受到水下爆炸载荷的作用而产生冲击响应，这种作用更重要的会使得舰船本身以及内部设备产生冲击破坏。在舰船设备中，存在着一系列的细长体结构，常见的有舰船大规模管路、舰船推进轴系、升降装置以及船体梁等结构，这类结构的冲击性能与舰船的生命力息息相关。然而在工程上，不同结构所需求的工程问题却有所不同，因此，本文主要从舰船大规模管路的冲击应力以及船体梁总振动产生的低频加速度入手来分析细长结构的冲击问题，这将对提

6、升细长体结构冲击性能具有一定的工程意义。具体做的内容如下：第一，本文探究了舰船大型管路在抗冲击分析中如何进行简化的问题。从边界条件、管内液体、建模流程以及加载方式等方面进行简化。通过三弯矩及五弯矩方程，推导得到了任意跨对目标跨弯矩的影响方程和求解方法，得到了边界条件的合理取法；通过流固耦合以及附加质量进行对比计算，探究管内液体随着管径变化的参与系数；利用APDL语言开发管路精细模型的快速建模软件，并探讨管路相关附件的简化建模方法。第二，给出了管路冲击响应计算的两种分析方法即有限元计算与传递矩阵计算，并给出相关影响因素。通过

7、管路的有限元计算，得到管路的危险节点位置与规律，并且通过建立简化的管路精细模型，分析计算验证本文提出的模型简化方法是可行的；同时本文通过Timoshenko梁理论推导了管路的精细积分传递矩阵，通过Matlab编程计算与有限元方法的对比，验证这种方法能够快速的计算管路的冲击响应；利用上述办法，分析了加载方式、支吊架刚度以及阻尼等管路冲击响应的相关影响因素。第三，舰船低频冲击环境的测试是国际性的难题，主要原因体现在加速度的宽频、高幅值、易零漂等现象，导致低频冲击环境的测试不准，因此本文基于应变信号受高频信号影响较小的特点，创新

8、的提出一种基于模态叠加法的通过应变信号预测低频加速度的方法，通过结构动力学方程的求解发现对于加速度与应变而言，二者在结构固有频率处均会达到峰值，而且在低频处应变的信号比加速度要更明显，通过理论推导得到应变与加速度之间是具有一定的比例关系，该比例系数与结构的振型以及固有频率有关。基于此本文还通过传递函数推